SCADA系统.docx
- 文档编号:421264
- 上传时间:2022-10-10
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:276.66KB
SCADA系统.docx
《SCADA系统.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《SCADA系统.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
SCADA系统
第七节SCADA系统
一、SCADA系统概念
SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统:
即数据采集与监视控制系统。
远动系统:
用电气化手段通过一个或多个相互连接(或非连接)的通道,对远方处于分散状态的生产过程的集中监测,控制和集中管理。
牵引供电SCADA系统是远动系统的一个典型应用
SCADA系统由调度端、被控站及信道等组成。
调度端:
设在电力调度所内完成远动对象的监控、数据统计及管理功能等;
被控站:
(RTU:
RemoteTerminalUnit):
受调度端监视的站称为被控站,被控站完成远动系统的数据采集、预处理,发送、接收及输出执行等功能;
信道:
远动信息传输的介质(通路)称为信道,可分为有线信道及无线信道。
SCADA信息的传输
在信道中传输的远动信息分为上行信息和下行信息。
下行信息:
从调度端发往被控站的信息称为下行信息(如下发遥控,遥调令),所有通道称为下行信道。
上行信息:
从被控站发往调度端的信息称为上行信息(如被控站要上送的测量量,开关状态及事故信号等),所有信道称为上行信道。
远动系统信息传送方式分为两大类即循环方式(CDT)和查询(Polling)方式
CDT方式(循环传送方式):
以被控站的远动装置为主,周期地采集数据,并且周期性地以循环的方式向调度端发送数据,即由被控端传送遥测、遥信量给调度端。
POLLING方式(查询传送方式):
以调度端为主。
由调度端发出查询命令,被控端按发来的命令工作,被查询的站向调度端传送数据或状态信息。
SCADA系统的工作方式:
SCADA系统的工作方式有多种,可分为1:
1工作方式,1:
N工作方式及M:
N工作方式。
1:
N工作方式:
指1个调度端对应N个被控站;M:
N工作方式:
指M个调度端对应着N个被控站。
牵引供电SCADA系统的类型:
根据系统所采用的信道,被控站及调度系统的结构不同可有多种分类。
按信道结构分:
传送信号是利用有线信道还是无线信道可分为有线和无线远动系统。
如站场的开关的无线远动装置;
按被控端结构分:
常规远动系统,综自远动系统;
按调度端结构分:
单机系统,双机系统,网络化系统
遥控:
遥控是从调度所发出命令以实现远方操作和切换。
遥控分为单控,程控。
遥调:
遥调是指调度所直接对被控站某些设备的工作状态和参数的调整,如调整变电所的某些量值(如变压器等可进行分级调整)。
遥测:
遥测是将被控站的某些运行参数传送给调度所。
遥信:
遥信是将被控站的设备状态信号远距离传给调度所。
对牵引供电系统涉及的遥信量可为以下几大类:
位置遥信:
开关状态信号;
非位置遥信:
事故及预告信号;
软遥信:
非常规节点遥信,由变电所综合自动化系统根据测量值及计算给出;
变电所
遥控对象位置信号
中央信号(包括事故总信号、预告总信号、自动装置动作、控制回路断线、控制方式、所内监视、交流回路故障、直流电源故障、压互回路断线等)。
进线有压/失压、自投投入/撤除信号;
牵引变压器的各类故障信号(含保护动作信号);
电容补偿装置的各类故障信号(含保护动作信号);
动力变压器的各类故障信号(含保护动作信号);
馈电线的各类故障信号(含保护动作信号);
各开关操作机构的工作状态信号;
远动装置、远动通道运行状态、馈电线的各类故障信号(含保护动作信号);
各开关操作机构的工作状态信号;
远动装置、远动通道运行状态;
遥视:
遥视是将被控站设备的视频信号传送给调度所,进行远方图像监视;
SCADA系统相关技术:
1.网络技术
(1)局域网技术:
局域网(LOCALAreaNetwork,LAN):
指在一个小的区域内由多台计算机互联的系统,规模可大可小,可能是由几台计算机组成,也可能是几百台组成的网络。
特点:
地理范围有限(小于10kM);
通信速度快、可打10Mbps、100Mbps或千兆,可靠性高、误码率低;
网络拓扑结构简单:
主要包括星形、环形或总线形,传输介质为同轴电缆、屏蔽双绞线,光纤;
局域网的的连接方式:
星型,总线,环型;
不同局域网间的互联可通过交换机(Switch)、路由器(Router)、网关(Gateway)等互联。
(2)城域网,广域网技术:
城域网(MetropoliteAreaNetwork):
网络连接规模在10-100kM;广域网(WideAreaNetwork,WAN),指在一个较大的区域内由多台计算机互联的系统(可跨国界,洲界,甚至全球)。
特点:
地理范围很大;
网络拓扑复杂、纵横交错成网状;
传输媒体主要为卫星、数据交换网;
牵引供电系统综合调度系统的主控中心,维修中心,被控站可构成一个广域网系统。
2.客户/服务器(C/S)结构
指网络中服务的提供方式,请求服务的一方叫客户方,提供服务的一方叫服务器方。
客户、服务器服务既可在一台机器上完成,也可分布在网络上的不同机器上。
特点:
数据集中管理、安全可靠和数据一致性强,多用户共享主机系统的数据资源和外设资源,共享资源能力强,降低了系统成本;
集成应用能力强。
用户需要的各种信息都可在客户机上得到,用户可通过客户机交互工作界面,直接处理从服务器及其它客户机得到的数据,并产生新的有用信息;
组网灵活,客户机配置灵活,增减客户机节点非常方便,这些都可通过维护软件设定来完成;
系统数据库保存在服务器中,客户机启动时按需要传入数据库,因此,当某一客户机节点故障时,并不影响整个系统运行,系统数据库也不受影响,提高了系统的可靠性。
3.浏览器/服务器(B/S)模式
将浏览器技术运用于SCADA系统,对扩大实时系统的应用范围,减少维护工作量;
在新一代的SCADA系统中,传统的人机界面将保留,主要供调度员使用,管理部门的复示系统用标准浏览器通过Web访问服务器,实时监视整个系统的运行状态。
4.操作系统
(1)WINDOWS操作系统:
基于INTEL或相应平台,窗口界面,图形操作系统,用于个人计算机PC或PC服务器。
特点:
操作直观、简便,对系统硬件要求低,但安全性欠缺;
(2)UNIX操作系统:
字符界面,多用于基于RISC的小型机或服务器。
特点:
系统可靠性高、安全性强,但操作不直观,对系统硬件要求高,维护较复杂。
(3)实时多任务操作系统:
常用于对实时性要求较高的SCADA系统测控装置及通信装置,如RTOS,QNX,VxWorks等
5.数据库管理系统
常用的关系数据库管理系统有:
MicrosoftSQLSERVER、SYBASE、Oracle、Informix等;
关系数据库管理系统提供海量数据的存储、更新及查询、检索;
关系数据库管理系统支持SQL(Structurequerylanguange)查询语言;
关系数据库管理系统支持ODBC(opendatabaseconnection,开放数据库连接)接口标准,无论采用何种数据库管理系统,应用软件均可以采用相同的接口访问数据库系统。
二、SCADA系统基本结构及主要功能
SCADA系统分为四个子系统:
(1)信息采集和执行子系统
在变电所收集各种表征电力系统运行的实时信息,并根据运行需要向调度端提供各种监视、分析和控制牵引供电系统所需要的信息,系统的运行状态信息(电压、电流、功率,开关状态等),温度、湿度等;
(2)信息传输子系统
电力载波通讯、数字微波通讯、光纤通讯。
光纤通信为主,数字微波通讯为辅是电力通信主干网的发展方向。
(3)信息处理子系统
实时信息处理实时信息处理,存储,打印并在调度员工作站以友好的人机界面显示。
(4)人机联系子系统
通过人机联系子系统,为调度员提供完整的牵引供电系统设备运行实时状态及分析,完成远方操作。
模拟盘(大屏幕显示器),图形显示器,控制台,音像报警系统,打印绘图系统
牵引供电SCADA系统主要功能
(1)牵引供电系统中使用的SCADA系统主要监控牵引供电系统沿线各变电所,分区所,开闭所的设备运行状态,完成遥控,遥测,遥信,遥调,遥视,保护及调度管理;
(2)故障定位,辅助完成设备维修,设备事故处理等功能。
三、SCADA系统的发展
电力系统调度自动化自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。
电力系统自动化发展到今天已经经历了四代。
第一代是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统,这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。
第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统,广泛采用通用工作站,操作系统一般是通用的UNIX操作系统。
第三代90年代按照开放的原则,基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的SCADA系统称为第三代。
第四代系统的基础条件已经具备。
新一代系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等技术,继续扩大SCADA系统与其它系统的集成,综合安全经济运行以及商业化运营的需要。
随着计算机技术,通信技术,网络技术的发展,牵引供电SCADA系统新的发展有以下几点:
1.SCADA与其它系统的广泛集成。
SCADA系统是电力系统自动化的实时数据源,为EMIS系统提供大量的实时数据,SCADA系统与EMIS系统互联为设备检修提供实时信息,有助于事故抢修及指挥。
2.变电站综合自动化。
以RTU、微机保护装置为核心,将变电站的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统,取代传统的控制保护屏,能够降低变电站的占地面积和设备投资,提高二次系统的可靠性。
3.专家系统、模糊决策、神经网络,数据挖掘,Agent等新技术研究与应用。
4.面向对象技术、Intranet,Internet技术。
面向对象技术(OOT)是网络数据库设计、SCADA系统软件设计的合适工具,面向对象技术以广泛运用于SCADA系统。
5.SCADA/CTC/EMIS一体化综合自动化系统
大系统集成
SCADA系统在牵引供电系统的重要性:
1.节约天窗作业时间,提高天窗兑现率
2.加速故障判定及事故抢修作业
3.实现系统信息共享,联动操作,综合管理
四、牵引供电SCADA系统调度端
1概述
能正确和及时地掌握每时每刻都在变化着的牵引供电系统设备运行情况,处理影响整个牵引供电系统正常运行的事故和异常情况;对所有数据进行分析,处理,存储及打印,以友好人机界面向调度员显示,转发其它系统共享;调度中心(调度端)是SCADA系统的中枢;SCADA系统调度端组成:
计算机子系统和人机接口设备,外围设备。
计算机子系统:
计算机子系统又称作信息采集和处理控制子系统,是整个调度管理自动化系统的核心。
它对采集到的信息进行加工、处理,把结果通过人机联系子系统呈现给调度人员或者通过执行子系统直接进行远方控制、调节操作。
组成:
计算机硬件和软件组成。
(1)计算机硬件系统
计算机硬件系统可以采用从简单的单台计算机直至多台不同类型的计算机组成的复杂系统。
相应的配置方式有:
集中式的单机或多机系统,分层式的多机系统和网络式的分布系统。
集中式配置是由一台计算机执行所有数据采集、人机联系和应用程序的功能。
为了提高可靠性,设置一台备用计算机,构成双机系统。
这种配置适用于小型的SCADA系统,也是早期普遍使用的方式。
集中式配置特点:
即计算机之间采用接口与接口的联接方式计算机多采用小型计算机为主;
一机多用,硬件资源节约,但软件的功能模块之间界面不清楚;
信息交换困难;
运行维护复杂;
资源不共享、成本高;
分布式配置特点:
把各项功能进一步分散到多台计算机中去,由局域网络(localareanetwork,LAN)将各台计算机连接起来;
计算机之间通过LAN交换数据。
备用机也同样连接在局域网络上,并可随时承担同类故障机或预定的其他故障机的任务
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- SCADA 系统